1、1浅谈 10kV 配网自动化配电系统设计摘要：配网自动化就是利用通讯技术、现代电子技术以及计算机网络技术,完成配电系统的正常运行,在事故情况下,也能够实现及时保护、监测、控制和配电管理。一般情况下,110 kV 及以下电力网络属于配电网络,380/220V 属于低压配电网,1 kV 及以上属于中压配电网,35 kV 及以上属于高压配电网。 关键词：10kV 配网；自动化；配电系统设计 中图分类号：TN830.1 文献标识码：A 文章编号： 引言： 目前，配电网已从传统的架空线路为主的局面向电缆线路发展。同时，一些结构紧凑的封闭式设备、交联聚氯乙烯绝缘电力电缆及氧化锌避雷器的广泛应用，使原有的一
2、些电气设计尺度不能适应当前电力事业的发展需求。电网技术的发展要求进一步加大 10kV 配电电气设计深度。 1.10kV 开关厂的功能 10 kV 开关厂是变电所 10kV 母线的延伸。由变电所送出较大容量的馈线至开关厂再由 10kV 开关厂按用户需要送出馈线至用户。10kV 开关厂接受和重新分配 10kV 出线，减少高压变电所的 10kV 出线间隔和出线走廊。可用作配电线路间的联络枢纽。还可为重要用户提供双电源。 2此外，配电网中 10kV 开关厂的合理设置，可以加强对配电网的控制，提高配电网运行及调度的灵活性，从而大大提高整个配电网供电的可靠性。有了一定数量的开关厂。可实现对配电网的优化调度
3、，部分城网设备检修时。可以进行运行方式的调整。做到设备检修时用户不停电；当设备发生故障时开关厂可发挥其操作灵活的优势，迅速隔离故障单元，减小停电范围。 2.补偿电容器投切控制参量选择 馈线首端功率因数和电压合格率是 10 kV 配电网运行状况的重要考核指标，馈线首端的功率因数与线路有功负荷以及感性无功的大小、分布有关。根据文献3所述方法，计算无功补偿地点和补偿容量，并在相应位置安装选定容量的能实现自动投切的补偿电容器。根据线路运行状况 馈线首端功率因数和现场电压，动态控制补偿电容器的投切，以达到无功优化的目的。作为线路运行的重要参数，功率因数可通过从变电站 SCADA 系统中获取的有功功率和无
4、功功率计算得来。为给控制电容器自动投切的控制器和执行机构供电，现场通过电压互感器从 10 kV线路取得电压，再通过控制器运算可识别出电容器运行的现场电压。反映线路无功缺额或过补的线路首端无功功率是决定电容器投切的直接控制参量，但考虑到设备成本和线路上的电容器配置组合的限制，无功欠补或过补就立即进行电容器投切是不现实的，还应考虑有功功率的大小，即通过无功功率和功率因数共同控制电容器的投切。在无法取得线路首端参数或通信不畅的情况下，补偿设备也应当能良好地运行，此时控制器转入现场电压控制状态，由设定的电压整定上下限控制电容器的投切。3因此本文选择 10 kV 线路首端无功功率、功率因数和现场电压作为
5、控制电容器投切的参量。 3.配网自动化存在的问题 3.1 片面追求功能完善,忽视部分核心功能和系统应用价值的实现。（1）为了提高配网自动化水平,构筑一个理想网架下的系统。对配网自动化系统缺乏统一细致的规划, 因此提不出完整而准确的需求，直接导致了后期的应用无法实用化;（2）过分追求狭义的故障处理和恢复功能。具备示范,不具备推广。 （3）只解决了少数馈线的自动化，导致使用方没有具体的受益，而没有对整个配网实现科学管理，投入产出比很不明显。而配网处于一个负荷高度集中，运行环境复杂，故障较多的用户终端，而可靠性要求较高。更加需要对配网数据进行监视、管理和及时发现。及时处理缺陷以提高供电可靠性。而现代
6、电力企业更是以可靠性为评价标准，国家电网公司今年工作以供电可靠性为总抓手。 3.2 配网自动化系统的技术问题主要有设备及系统的可靠性问题、通信方式及网络平台的选择问题、控制电源和操作电源的提取问题等。主要表现在：（1）配网自动化系统对设备的可靠性和可维护性要求很高。（2）配网自动化系统的大量站端设备安装在户外，运行环境恶劣，电子设备较易损坏。 （3）10kV 开关控制电源和操作电源提取困难。 （4）开发厂商对供电企业配网管理流程不熟悉，对需求了解不深，因而产品的适应性不好。 （5）配网自动化往往须采用多种通信方式相结合，导致通信可靠性不高。 43.3 设计与建设问题。主要表现在：（1）首先从配
7、网自动化设计单位选择，依靠专业配网自动化设计公司。从主站、通信、设备、土建、实现方式、管理模式等全方位的考虑。 （2）配网自动化系统是一个十分复杂的系统工程。工作职责不确定，运行管理工作跟不上，系统应用和数据维护工作薄弱。 （3）把 DMS 看成 EMS 的翻版或简单集成等不良倾向，在配电网网架规划方面，要分析本公司实现配网自动化所需要的潜在功能，确定合适的实现方案，值得注意的是每个公司都有它的特殊性，如地理环境、网架结构和规模、管理模式、负荷性质等。 3.4 配网管理模式与配网自动化运行不匹配，配网基层工作人员对配网自动化技术认识不足。配网本来就是电力系统技术、管理薄弱环节，一直存在人员匮乏
8、，技术能力不强等现状。而配网自动化该项工程涉及到通信、自动化、一次设备、配网运行等一系列相关人员的协调工作，人员培养和管理就是一项复杂工作。否则配网自动化系统不能成为解决配网管理的工具，反而成为工作负担。所以配网自动化的软硬件基本成熟情况下，它的管理、运行维护和人员培养将极其重要。 3.5 配电自动化系统涉及到电力系统、计算机、通讯、电子技术、地理信息等多个领域。配电网设备比较分散、地理情况变化多端、覆盖面广、用户众多，且易受用户增容以及城市建设等外界因素的影响。从目前的技术水平来看，尚没有一种通信技术可以很好的满足配电自动化系统各层次的需要，往往采用混合的通信方案。 4.配网自动化实施中应注
9、意的问题 配网自动化的实施涉及的部门多，投资大，是一项系统工程，因此5配网自动化的规划是必不可少的，必须结合当地配电网的发展规划，制定详细的配网自动化的实施计划，整体考虑，分期分批实施，同时要和供电企业内部信息化建设相协调。另外，从供电局的实际需要和发展需求出发，目前的配网自动化系统应该实现配（网）调（度）合一的设计，技术上统一平台，管理上易于维护，经济上节约资金，同时也奠定了将来电力企业信息化的基础。在实施过程中，注重已有的调度自动化的升级改造与建设配网自动化统一考虑，新上调度自动化与建设配网自动化统一考虑。 配电线路设备的户外运行环境，对开关设备、配电终端设备等提出了更高的要求，必须考虑雷
10、击过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、腐蚀、风沙、振动、电磁干扰等因素的影响，在开关的外绝缘材料、电子设备的设计、元器件的筛选等方面应综合考虑其性价比。 此外，配电自动化系统中的站端设备进行远方控制的频繁程度比输电网自动化系统要高得多，因此要求配电自动化系统中的站端设备具有更高的可靠性。 配电终端设备中的电源用于控制开关动作，正常情况下从线路中取得，线路失电后的后备电源应具有较高的可靠性。 在实施配网自动化后，降低了运行人员的劳动强度，提高了劳动效率，使运行人员对网络的运行状况掌握得更全面更快捷，为供电企业创造更好的经济效益和社会效益。配网自动化的实施，改变了配电网传统的运行管理方式，但对运行人员提出了较高的要求。 5.结语 6总之，10kv 配电网在城市电网中具有重要地位，为了进一步提高和完善配电质量，我们要加强配电网络建设、实施配网自动化，进一步加大 10kV 配电电气设计的深度，实现配电网的安全、经济运行。 参考文献： 1罗陆宁城市 10KV 配网架空设备改造的技术探讨J 华东电力，2003， （9）. 2曹福城,高明,岳金成,大同配电网自动化系统的规划与实施,电网技术.2000,(10). 3郭德胜,郭志忠,王刚军,李江林,配电自动化系统综述,继电器1999,27(3). 4张文建,等,衡水城网配电自动化系统设计,电力系统自动化1999.23(7).
